基于DDS技術的通信信號產生技術分析

曾慶余

摘 要 在通信技術不斷發(fā)展的過程中，通信信號種類呈多樣化趨勢發(fā)展，現階段除常規(guī)調制信號外，擴展頻譜信號出現，并憑借其抗干擾、抗多徑能力，頻譜利用效率、多址能力、保密及測距能力等方面優(yōu)越得到迅速的推廣應用，而如何對現有信號利用和改進成為現代軍事電子對抗的重要方面，本文為對基于DDS技術的通信信號產生技術產生全面的認識，推動其在軍事領域得到進一步應用，對其總體結構及實現、通信信號產生方面展開研究。

關鍵詞 DDS技術；通信信號；產生技術

中圖分類號 TN91 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）162-0117-02

DDS技術即直接數字頻率合成技術，其具有頻率分辨率高、輸出頻點多、頻率切換速度快、頻率切換時相位連續(xù)、輸出帶寬正交信號且相位噪聲低、可生成任意波形、便于集成，體積小，重量輕等特點，以其為基礎，進行通信信號產生技術研究，對通信信號產生技術發(fā)展具有重要作用。

1 基于DDS技術的通信信號產生技術總體結構及實現

基于DDS技術的通信信號產生技術通常由控制模塊、直接數字頻率合成模塊、濾波器模塊、電源模塊、復位模塊、外部信號接口模塊、用戶界面模塊組成，控制模塊是整個技術系統控制核心，其對其他模塊起到控制協調的作用，采用AD公司研發(fā)生產的ADuC842芯片，利用ADuC842與數字波形合成部分相連的引腳對數字波形合成結構輸入控制命令或參數時，其會按照指令輸出所需要的預期波形；在控制模塊與PC機連接時，考慮到ADuC842的電源電壓與PC機的輸出電壓存在差異，選擇美信公司研發(fā)的MAX232芯片作為電平轉換芯片，保證控制模塊與PC機連接，以此避免此模塊因電平不匹配而引發(fā)電平轉換問題。直接數字頻率合成模塊是基于DDS技術的通信信號產生技術的核心，可生成所需要的信號，利用可作為數字編程控制的頻率合成器并支持自定義的線性調頻操作模式、擁有6種時鐘方式的AD公司研發(fā)的AD9954芯片，為保證以DDS技術為基礎的通信信號產生技術功能實現，選擇外接20MHz低頻晶體，將CFR<1>位和CLKMODESELECT位均設置為高，將CFR2<7：3>在10至20中取值，此時通信信號產生技術的時鐘值在200MHz～400MHz之間變化[ 1 ]。濾波器模塊，考慮技術實現過程中通信信號的頻帶指標選擇窄帶濾波器，另外考慮過濾區(qū)對陡峭度的要求，利用有限頻率方面同時存在零點和極點的7階橢圓函數帶寬濾波器，通過計算，發(fā)現系統中濾波器輸出輸入的阻抗同時為50Ω，雖然在7.7MHz和13.7MHz處會出現衰減現象，但整體相比40dB優(yōu)越性較突出，另外雖然濾波器通帶右側的性能相比左側通帶較差，但相比60dB優(yōu)越性較突出，可見本文研究的以DDS為基礎的通信信號產生技術基本可以在信號產生方面滿足要求。電源模塊方面，考慮到本文所分析的以DDS為基礎的通信信號產生技術中存在兩種電壓，所以選擇只存在4個引腳的AD公司研發(fā)的ADP3338AKC-1.8和ADP3338AKC-3.3芯片，與此同時在兩種芯片的兩端都添加電容和電感，對輸出電壓中國的雜波進行有效濾除，以此提升整個技術使用的穩(wěn)定性[2]。復位模塊的芯片選擇美信公司研制的MAX707，在其作用下，當復位按鈕啟用時，RESET引腳將從低電平向高電平轉化，而且以高電平的狀態(tài)運行，AD9954和ADuC842在此狀態(tài)下可實現復位，而當復位按鈕停止運行時，此狀態(tài)也隨之停止，以此保證對以DDS技術為基礎的通信信號產生技術運行狀態(tài)的控制[ 3 ]。

為保證各模塊功能的充分發(fā)揮，在以DDS為基礎的通信信號產生技術實現的過程中，要有意識的進行硬件的制作與調試，例如在制作的過程中為保證噪聲不能向芯片耦合，要杜絕將信號線橫穿AD9954器件；為縮減PCB板饋通干擾，在制作和調試的過程中應保證PCB板相對面的走線正交等，在設計優(yōu)化、反復調試的過程中，實現以DDS為基礎的通信信號產生技術的優(yōu)化。

2 基于DDS技術的通信信號產生技術信號的產生分析

2.1 單頻信號的產生

AD9954單音頻模式即AD9954上電模式，是單頻信號產生的主要途徑，此模式中DDS為單一控制字，RAM未啟用，32位的FTW0和14位的POW分別驅動相位累加器和相位偏移器，與此同時對CFR<12>、模擬SPI口、ADuC842的時鐘PLL和串口方式、AD9954的相關參數進行設置，并將上升沿給予I/OUPDATE引腳后即可實現[ 4 ]。

2.2 FSK和PSK信號產生

AD9954的RAM的Direct Switch模式是其產生的主要途徑，此時RAM段中首位置數據有效，但由于其存放數據之間存在差異，所以其使用的PS<1：0>也會不同，進而使相位累加器或相位偏移器得到驅動，此時由于其對掃頻模式不予支持，所以在對CFR1<30>進行設置后會直接產生FSK和PSK信號。

2.3 單向掃頻信號的產生

其主要依靠AD9954的Ramp-Up模式實現，在此模式中掃描駐留時間和RAM段控制字的高16位與AD9954系統時鐘周期的乘積，如果對PS<1：0>設置進行改變，系統整體可以完成不對稱掃頻，在此基礎上，對模擬SPI口進行設置，并將單相掃頻頻率值向程序末端的開辟數據區(qū)輸入，然后對時鐘PLL和傳統方式、AD9954接入配置的相關參數等進行針對性的設置，如將RAM0的運行方式設置為001，即可實現[5]。

2.4 可控雙向掃頻信號的產生

其主要通過AD9954的Bidirectional Ramp模式實現，在此模式中RAM只存在統一的起始和終止位置，當PS<0>被設置為1時，起可實現正向掃頻，當其被設置為0時，則轉化為反向掃頻，當將RAM模式設置為010的情況下，對PS<0>的值進行轉換，即可實現。

2.5 連續(xù)雙向掃頻信號的產生

其主要通過AD9954的Continuous Bidirectional Ramp模式實現，在此模式下其掃描方向并不需要受到外部信號的控制，而是在掃描全過程完成后自動反向掃描，在此過程中只需要將RAM模式設置為011即可，并不需要對PS<0>進行反復的設置。

2.6 連續(xù)單向掃頻信號的產生

其主要通過AD9954的Continuous Recirculate模式實現，其具有連續(xù)單相掃頻的功能，即在正向的掃描技術后，其可以對初始地址進行重新下載，然后從初始位置繼續(xù)進行單向掃描，直至RAM模式被改變，此模式中RAM模式設置為100即可。

除上述信號外，基于DDS基礎上的通信信號產生技術還可以生成線性調頻信號，其依托AD9954 的線性掃頻模式實現，在此模式中輸出信號的起始和終止頻率可以通過FTW0和FTW1值改變而改變，掃描頻率也可以隨著RDFTW或FDFTW提縱橫，掃描速度可以通過RSRRW或FSRRW調整。

3 結論

通過上述分析可以發(fā)現，本文通過硬件電路設計、軟件程序設計、系統性能設計所形成的以DDS技術為基礎的通信信號轉換器，作為信號發(fā)生器具有操作簡便、性能優(yōu)越等特點，對相關技術的優(yōu)化具有重要的借鑒意義，可以適當的在實踐中應用

參考文獻

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[2]楊韜儀，王超，夏艷琴.基于并行DDS技術的寬帶通信信號模擬方法[J].微電子學，2014，（6）：789-792.

[3]趙鵑.DDS的通信信號技術概述[J].新西部（下半月），2007（4）：250.

[4]皇甫江，華宇，李實鋒. 基于DDS技術的Loran-C信號源的雜散信號抑制的分析與實現[J].時間頻率學報，2014（1）：41-48.

[5]何莉，張越峰.基于DDS倍頻技術的寬帶雷達信號產生[J].電腦與信息技術，2011（4）：24-25.